水霧化是如何與灰塵相互作用的?
時間：2024-01-15
在用霧化水降塵的世界里，理解和改善水滴和粉塵顆粒之間的相互作用是非常重要的，因為它允許在不顯著增加濕度的情況下最大限度地降塵。
有效控制濕式噴霧粉塵的關(guān)鍵是適當(dāng)施用水分，仔細(xì)選擇噴嘴位置，控制液滴大小，選擇最佳噴霧方式和噴嘴類型以及正確維護(hù)設(shè)備。
為了有效地使用濕噴霧，必須記住，每種類型的粉塵和應(yīng)用點(diǎn)都是一種獨(dú)特的情況，需要單獨(dú)評估以達(dá)到最佳效果。此外，在各種氣候條件下，水不能全年都使用，因為低溫可能會導(dǎo)致凍結(jié)。
濕度
當(dāng)水被用來控制灰塵時，由于蒸發(fā)，它只有有限的殘余效果，并且需要在整個過程的各個點(diǎn)重新施用以保持有效。在所有操作中，過量使用水分可能是一個問題，如果散裝運(yùn)輸，可能會影響設(shè)備以及整個過程和最終產(chǎn)品的可運(yùn)輸性。在大多數(shù)情況下，使用精細(xì)霧化水噴霧的適當(dāng)設(shè)計的噴霧系統(tǒng)不會超過0.1%的水分應(yīng)用[USBM 1987];然而，在更大的區(qū)域使用更大的液滴噴霧來解決預(yù)防問題的系統(tǒng)可能會在過程中增加1.5%的水分。塵埃是如何表現(xiàn)的?
重要的是要注意，在粉碎過程中產(chǎn)生的絕大多數(shù)粉塵顆粒不會釋放到空氣中，而是附著在破碎材料的表面。因此，適當(dāng)?shù)臐櫇袷菢O其重要的，因為它可以確?；覊m顆粒附著在破碎的材料上。對于一個有效的系統(tǒng)，潤濕均勻性也是一個重要的問題。到目前為止，最好的降塵可以通過向礦石噴灑水，然后機(jī)械地將礦石和水混合在一起，以達(dá)到均勻的潤濕。噴嘴位置
由于每種應(yīng)用的獨(dú)特特性，在粉塵控制應(yīng)用中沒有明確定位噴嘴的硬性規(guī)則;然而，通過考慮一些因素可以實現(xiàn)最佳噴涂。為了防止空氣中的粉塵，噴嘴應(yīng)該位于與材料的最佳目標(biāo)距離上，足夠遠(yuǎn)以提供所需的覆蓋范圍，但足夠近以使氣流不會將液滴從預(yù)定目標(biāo)帶走。
此外，在設(shè)定正確的目標(biāo)距離時，還需要考慮液滴的大小。
對于空氣中的粉塵抑制，噴嘴的位置應(yīng)該為水滴與空氣中的粉塵相互作用提供最大的時間。
對于濕式防塵系統(tǒng)，噴嘴應(yīng)位于大多數(shù)情況下產(chǎn)生粉塵排放的轉(zhuǎn)移點(diǎn)的上游。
為了使物料和水的混合達(dá)到最佳狀態(tài)，應(yīng)該小心定位噴嘴。
液滴尺寸
液滴的大小實際上是最基本的。事實上，在使用水霧噴霧器時，首要考慮的因素之一是液滴的大小，因為為了獲得最佳的團(tuán)聚，顆粒和水滴的大小應(yīng)該大致相等。隨著水滴尺寸的減小，碰撞的概率也會增加，因為隨著水滴尺寸的減小，水滴的數(shù)量也會增加[Rocha 2005a]。此外，我們還必須在微觀層面上考慮由單個水滴產(chǎn)生的空氣位移，接觸發(fā)生在灰塵顆粒沿著流線并與水滴碰撞時，這發(fā)生在水滴與灰塵顆粒大小相同的情況下。
水霧分類
(粒子/液滴大小與普通降水分類的比較)添加表面活性劑會產(chǎn)生影響嗎?
當(dāng)然，因為它們降低了水溶液的表面張力，這有以下效果:
減小液滴直徑
給定體積的水，增加水滴的數(shù)量
減少接觸角，從而增加水的潤濕性，從而使水和灰塵顆粒之間的相互作用更好
接觸角是液體界面與固體表面接觸的角度。角度越小，水的潤濕能力越大。
少量的表面活性劑可以注入到噴霧水中，通常在1:700到1:1500的稀釋范圍內(nèi)，以改善潤濕和隨后對粉塵顆粒的控制。
注意:
盡管化學(xué)添加劑很有效，但必須指出，由于一些限制，它們在金屬/非金屬采礦工業(yè)中并不經(jīng)常使用。
隨著液滴直徑的減小，接觸角也減小，水的表面張力可從72.6 mN/m降至28 mN/m(純水)。
警告:
與單純用水相比，表面活性劑帶來了額外的成本它們可以改變被加工的礦物或材料的性質(zhì)
它們會損壞一些設(shè)備，如傳送帶和密封件
表面活性劑系統(tǒng)比典型的水系統(tǒng)需要更多的維護(hù)和保養(yǎng)。
表面活性劑在金屬/非金屬采礦業(yè)中的用途有限。
影響表面活性劑效率的因素
灰塵顆粒的疏水性
粉塵顆粒
粉塵濃度
水pH值
所使用的水中存在的礦物質(zhì)
水成分的重要性
如果噴嘴被沉積物或碎屑堵塞，則會使噴霧系統(tǒng)失效。
如果可用的水源中含有大量的礦物質(zhì)，噴嘴的磨損就會加速。供水中的高含量礦物質(zhì)也會導(dǎo)致結(jié)塊，這是噴嘴上碳酸鹽的積聚，并且會增加所需的維護(hù)量。雖然改變噴淋水的硬度可能是不可能的，但適當(dāng)設(shè)計和應(yīng)用的維護(hù)程序可以幫助最大限度地減少可用水源中礦物質(zhì)含量過高的不利影響。
解決方案:如果出現(xiàn)這種情況，用戶應(yīng)該考慮使用硬質(zhì)和陶瓷材料制造的噴嘴。
噴嘴類型
空氣霧化噴嘴將壓縮空氣注入液體流中以實現(xiàn)霧化。
內(nèi)部混合噴嘴使用空氣帽將液體和氣流混合在一起，產(chǎn)生完全霧化的噴霧，霧化空氣壓力與液體壓力相互作用，提供額外的液體流量控制。
外部混合噴嘴使用空氣帽混合噴嘴外部的液體和氣流
液壓噴嘴迫使液體在高壓下通過固定的孔口，以實現(xiàn)霧化成液滴，利用文丘里效應(yīng)。
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